Livenje u pijesku u odnosu na livenje u preciznim postupcima: Šta je najbolje za prirubnice cijevi

Kada tražite najbolji način da napravite prirubnice čeličnih cijevi, potrebno je pažljivo uporediti metode livenja u pijesku i livenja preciznom metodom. Svaka ima svoje prednosti kada je u pitanju tačnost mjerenja, završna obrada površine, troškovi proizvodnje i upotreba različitih materijala. Korištenjem jednokratnih pješčanih kalupa, livenje u pijesku je uobičajeni način izrade prirubnica. Pruža vam odlična svojstva materijala i isplativo je za srednje do velike količine proizvodnje. Livenje preciznom metodom, koje se naziva i livenje izgubljenim voskom, koristi kalupe od gline za izradu dijelova sa vrlo preciznim dimenzijama i površinama. To ga čini savršenim za dijelove sa složenim oblicima i tamo gdje je tačnost važna. Inženjeri mogu odabrati najbolje načine za izradu stvari koje poboljšavaju performanse, stabilnost i ukupne troškove vlasništva znajući šta svaki proces može tehnički uraditi i kako će to uticati na ekonomiju.

Proces lijevanja u pijesak za prirubnice čeličnih cijevi

Livenje u pijesku počinje kreiranjem kalupa koji replicira konačnu geometriju prirubnice uz dodatak za skupljanje metala i obradu. Kalup je okružen pijeskom za kalupljenje pomiješanim sa vezivnim sredstvima, stvarajući negativnu šupljinu koja odgovara željenoj konfiguraciji. Rastopljeni čelik zagrijan iznad 2800°C se ulijeva u šupljinu kalupa kroz sistem ulijevanja dizajniran za kontrolu brzine punjenja i osiguranje potpunog punjenja bez nedostataka. Nakon skrućivanja, pješčani kalup se odvaja, a grubi odljevak se podvrgava operacijama čišćenja kako bi se uklonio prilijepljeni pijesak i pripremile površine za obradu.

Prirubnice čeličnih cijevi proizvedene lijevanjem u pijesak pokazuju odlična mehanička svojstva zahvaljujući relativno sporim brzinama hlađenja koje potiču ujednačenu strukturu zrna. Proces omogućava širok raspon veličina prirubnica, od malih spojnica do masivnih industrijskih prirubnica težine nekoliko tona, praktično bez ograničenja gornje veličine. Moderni pogoni koriste automatizirane linije za kalupljenje i kompjuterski kontrolirane sisteme za izlijevanje koji osiguravaju konzistentan kvalitet uz održavanje osnovnih prednosti u troškovima.

Odljevak od pijeska prirubnice čeličnih cijevi obično ispunjavaju specifikacije uključujući ASTM A216 Grade WCB, sa zateznom čvrstoćom od 70,000 do 95,000 psi i granicom tečenja od minimalno 36,000 psi. Prosječna hrapavost površine kreće se od 250 do 500 mikroinča, što zahtijeva mašinsku obradu kritičnih brtvenih površina i rupa za vijke. Dimenzionalna tačnost uglavnom se nalazi unutar tolerancija od plus ili minus 1/16 inča za manje elemente. Moderne ljevaonice koriste ultrazvučno ispitivanje, radiografsko ispitivanje ili magnetsku inspekciju česticama kako bi otkrile poroznost, šupljine od skupljanja ili inkluzije koje bi mogle ugroziti integritet.

Livenje u pijesku nudi uvjerljive ekonomske prednosti, posebno za srednje do velike proizvodne količine gdje se troškovi alata amortiziraju na više jedinica. Troškovi kalupa ostaju skromni u poređenju s alatima za livenje preciznim lijevanjem, pri čemu jednostavni drveni kalupi koštaju stotine dolara u odnosu na hiljade za metalne kalupe velikih količina. Iskorištenost materijala obično se kreće od 50% do 70%, ovisno o geometriji komponente. Rokovi isporuke obično traju nekoliko sedmica od narudžbe do isporuke. Fleksibilnost lijevanja u pijesku relativno lako prilagođava modifikacije dizajna kroz promjene kalupa, što ga čini ekonomski isplativim čak i za skromne količine proizvodnje.

Lijevanje preciznim postupcima

Livenje metodom preciznog lijevanja koristi ubrizgavanje voštanih kalupa u precizne aluminijske kalupe koji obuhvataju zamršene detalje koje je nemoguće postići livenjem u pijesku. Više voštanih kalupa se sastavlja na centralni kanal, omogućavajući istovremeno livenje brojnih prirubnica u jednom izlivanju. Voštani sklop dobija više keramičkih premaza, gradeći robusnu ljusku kalupa sposobnu da izdrži temperature rastopljenog čelika. Nakon stvrdnjavanja, voštani kalupi se tope, stvarajući precizne šupljine. Keramičke ljuske se prethodno zagrijavaju prije izlivanja rastopljenog čelika, što omogućava potpuno popunjavanje tankih presjeka i finih detalja.

Investicioni odljevak prirubnice čeličnih cijevi pokazuju izuzetnu dimenzijsku tačnost s tolerancijama koje se obično drže na plus ili minus 0.005 do 0.010 inča, dramatično smanjujući ili eliminirajući naknadne zahtjeve za mašinskom obradom. Prosječna hrapavost površine je od 63 do 125 mikroinča, približavajući se kvaliteti mašinski obrađene direktno iz lijevanja i često je prihvatljivo za površine koje se ne zaptuju bez dodatne završne obrade. Proces se prilagođava složenim geometrijama, uključujući podreze, unutrašnje prolaze i zamršene površinske karakteristike koje je nemoguće proizvesti drugim metodama lijevanja.

Prirubnice od lijevanog metala pružaju vrhunske karakteristike kvalitete s točnijom dimenzionalnom kontrolom, poboljšanim integritetom površine i poboljšanim metalurškim svojstvima. Mogućnost gotovo mrežnog oblika minimizira zahtjeve za obradom, smanjujući vrijeme proizvodnje i čuvajući materijal. Dimenzionalna konzistentnost između odljevaka omogućava zamjenjivost bez pojedinačnog spajanja. Kvalitet površine pokazuje minimalne nedostatke, uključujući smanjenu poroznost i manje inkluzija, što povećava otpornost na koroziju. Kontrolirano skrućivanje potiče finozrnatu strukturu i ujednačena mehanička svojstva u cijeloj komponenti. Lijevanje metodom investiranja posebno se ističe za prirubnice čeličnih cijevi manjeg promjera gdje ekonomske premije ostaju upravljive, a prednosti kvalitete opravdavaju investiciju.

Livenje preciznim postupkom zahtijeva vrhunske cijene zbog viših troškova alata, skupih keramičkih materijala za ljusku, dužih proizvodnih ciklusa i povećanog udjela radne snage. Izrada alata za modele obično košta od nekoliko hiljada do desetina hiljada dolara, što predstavlja značajna početna investicija koja zahtijeva velike količine proizvodnje za konkurentne troškove po jedinici. Primjene koje zahtijevaju uske tolerancije, vrhunsku završnu obradu površine ili složene geometrije mogu smatrati livenje preciznim postupkom ekonomski atraktivnim čak i pri skromnim količinama zbog smanjenih troškova sekundarne obrade. Prirubnice malog promjera ispod šest inča često se pokazuju ekonomski isplativim, dok veće prirubnice sve više favoriziraju livenje u pijesku. Rokovi isporuke obično prelaze livenje u pijesku zbog procesa sastavljanja modela i izrade ljuske.

Komparativna analiza i odabir

Dimenzionalne tolerancije koje se mogu postići lijevanjem preciznim postupkom prirubnice čeličnih cijevi obično se kreću od 0.005 do 0.010 inča u poređenju sa 0.030 do 0.060 inča za odlivke u pijesku. Površinska obrada odlivaka dobijenih preradom u prosjeku iznosi 63 do 125 mikroinča u poređenju sa 250 do 500 mikroinča za odlivke u pijesku. Mehanička svojstva pravilno proizvedenih odlivaka iz oba procesa ispunjavaju primjenjive specifikacije materijala. Fleksibilnost dizajna ide u prilog livenju u preradu za složene geometrije, dok livenje u pijesku omogućava veće komponente.

Odabir između procesa za prodaju prirubnica od čeličnih cijevi zahtijeva sistematsku ekonomsku analizu, uzimajući u obzir troškove alata, cijenu komada, obim proizvodnje, zahtjeve za mašinskom obradom i ukupne troškove životnog ciklusa. Modeli lijevanja u pijesku koštaju stotine do hiljade dolara u poređenju s alatima za lijevanje preciznom obradom, u rasponu od nekoliko hiljada do desetina hiljada. Lijevanje preciznom obradom ima premije od 50% do 300% u odnosu na lijevanje u pijesku prije nego što se uzmu u obzir razlike u troškovima mašinske obrade. Obim proizvodnje dramatično utiče na izbor procesa, pri čemu se livenje u pijesku preferira za veće količine.

Prirubnice velikog promjera većeg od dvanaest inča obično favoriziraju lijevanje u pijesku zbog previsokih troškova livenja u preciznim postupcima. Male precizne prirubnice ispod šest inča sa strogim zahtjevima za tolerancijom često opravdavaju livenje u preciznim postupcima. Standardne kataloške prirubnice koje se proizvode u značajnim količinama uglavnom koriste livenje u pijesku. Specijalne prirubnice za jedinstvene primjene mogu zahtijevati livenje u preciznim postupcima uprkos premijama za troškove kada zahtjevi za performansama opravdavaju precizni pristup.

zaključak

I livenje u pijesku i precizno livenje proizvode visokokvalitetne prirubnice za čelične cijevi pogodne za zahtjevne industrijske primjene, pri čemu izbor procesa zavisi od veličine, složenosti, zahtjeva za tolerancijom, obima proizvodnje i ekonomskih razmatranja. Livenje u pijesku se ističe za veće prirubnice i proizvodnju velikih količina, dok precizno livenje pruža vrhunsku preciznost za manje komponente. HEBEI RAYOUNG PIPELINE TECHNOLOGY CO., LTD. koristi napredne tehnologije livenja i sisteme kvaliteta ISO 9001:2015 za proizvodnju prirubnica za čelične cijevi koje ispunjavaju stroge standarde performansi u različitim primjenama, nudeći sveobuhvatna rješenja od standardnih artikala iz kataloga do prilagođenih konfiguracija, uz podršku stručne inženjerske podrške i rigorozno osiguranje kvaliteta. Za više informacija, kontaktirajte nas na info@hb-steel.com.

reference

1. Campbell, J. Kompletan priručnik za livenje: Procesi lijevanja metala, metalurgija, tehnike i dizajn. 3. izdanje, Butterworth-Heinemann, 2020.

2. Beeley, PR Tehnologija livnice. 2. izdanje, Butterworth-Heinemann, 2001.

3. Američko društvo za ljevanje (AFS). Tabela poređenja procesa lijevanja metala. AFS publikacije, 2019.

4. Davis, JR (ur.). ASM Specijalni priručnik: Liveno željezo. ASM International, 1996.

5. Totten, GE i MacKenzie, DS (ur.). Priručnik za aluminij: Svezak 2, Proizvodnja legura i materijala. CRC Press, 2003.

6. Groover, MP Osnove moderne proizvodnje: Materijali, procesi i sistemi. 8. izdanje, Wiley, 2023.